Diplomityöseminaari 6.8.2002 Työn nimi: TV-lähetystä välittävän laajakaistaisen IP-pohjaisen tilaajaverkon palvelunlaatu Työn tekijä: Lasse Kiiskinen Valvoja: Professori Raimo Kantola Ohjaaja: DI Mikko Vanhala Työ on tehty ssä Kirjallisuuteen ja käytännön mittauksiin perustuva tutkimustyö Esitelmän sisällysluettelo Työn tausta ja tutkimusongelma TV-lähetyspalvelut Monilähetys Palvelunlaatu Palvelunlaatumekanismit reitittimessä Laajakaistaisen tilaajaverkon arkkitehtuuri Mittausympäristö Mittaustapaukset Erityispalveluiden palvelunlaatu Johtopäätökset (Mittaustuloksia) 1
Työn tausta ja tutkimusongelma Monilähetys (multicast) teknisesti mahdollinen Sisällön- ja palveluntarjoajien mielenkiinto Monilähetys soveltuu TV-lähetyspalveluun Uudet haasteet: monilähetyspakettien kopiointi palvelunlaatu verkon reunoilla Palvelunlaadun takaaminen, kun useat palvelut keskittyvät yhdelle tilaajayhteydelle: Erityispalvelut: TV-lähetys IP-puhe Best Effort -palvelut WWW Muut palvelut TV-lähetyspalvelut Suomessa Yleisradioverkko (analogiset TV-kanavat) kattaa kotitalouksista yli 90%, rajalliset radiotaajuudet Kaapeli-TV integroitu paluukanava, kotitalouksista n. 40% Satelliitti-TV soveltuu isoille joukoille, ei yksilöidy Digi-TV uusia palveluita, toistaiseksi vähän käyttäjiä Tietoliikenneverkot mahdollistaa kaikkien palveluiden toteuttamisen samassa verkossa 2
Monilähetystekniikka Soveltuu muidenkin palvelujen toteuttamiseen Monilähetyksen edut: lähetyspalvelimien kuorman minimointi runkoverkon liikennemäärän minimointi uusia palveluja isoissa ryhmissä kustannukset/vastaanottaja pienet Monilähetystekniikan osa-alueet: osoitteidenhallinta monilähetyspakettien reititys ryhmänhallinta Palvelunlaatu Eri palveluilla erilaiset palvelunlaatuvaatimukset Vaatimukset voidaan määritellä esim: viive, viiveen vaihtelu, pakettihävikki, siirtokaista Integrated Services Resurssit varataan vuokohtaisesti Ei skaalaudu hyvin Internetiin yhteyksien määrän takia Suunniteltu multimediakonferensseja ajatellen Differentiated Services Verkossa muutamia palveluluokkia; priorisointi Prosessointi verkon reunoilla: luokittelu Runkoverkon reitittimet välittävät luokiteltuja paketteja 3
Palvelunlaatumekanismit reitittimessä Luokittelu, muokkaus ja skedulointi Lisäksi jononhallinta, hierarkiset mallit Laajakaistaisen tilaajaverkon arkkitehtuuri Yleinen verkkomalli Fyysinen- ja looginenverkko eroavat toisistaan 4
Mittausympäristö Mittauksissa käytetty verkkokonfiguraatio Mittaustapaukset Tapaus 1: Best Effort Liikennöintinopeus rajoitettu käyttäen trtcm:ia Tapaus 2: Best Effort jononhallinnalla Liikennöintinopeus rajoitettu muokkaimella Tapaus 3: Hierarkkinen skedulointi Palveluluokka ja IP-rajapinnassa palveluluokka kohtaiset jonot, joiden muokkaimet rajoittavat liikennöintinopeutta. Reaaliaikainen VoIP-liikenne prioriteetti skedulerin kautta Erityispalveluiden palvelunlaatu eri tapauksissa: Kilpaileva liikenne linjanopeuteen sopeutumatonta UDP-liikennettä Kilpaileva liikenne linjanopeuteen sopeutuvaa TCPliikennettä, joka on luonteeltaan WWW-liikennettä 5
Erityispalveluiden palvelunlaatu IP-puheen (VoIP) arvosanat (R-arvot) E-mallin (ITU-T G.107) perusteella: R 0 R-arvo 100 94 90 80 70 60 50 0 Käyttäjän tyytyväisyys Hyvin Tyytyväinen Tyytyväinen Jotkut tyytyväisiä Monet tyytymättömiä Lähes kaikki tyytymättömiä Ei suositeltu MOS 4,4 4,3 4,0 3,6 3,1 2,6 1,0 (G.723.1 maks R-arvo 77): TV-lähetyksen (MC) arvosanat subjektiivisten katselukokeiden mukaan: 3 erinomainen: kuvanlaatu vastaa alkuperäistä ja hävikki alle 1 2 hyvä: mittausjakson aikana vikaa korkeintaan 2 kertaa tai hävikki yli 1 1 tyydyttävä: ongelmia enemmän kuin 2 kertaa 0 huono: kuvanlaadussa vikaa jatkuvasti, kuva pysähtelee tai pikselöityy ym. Mittaustulokset arvosteltuina tapaus- ja mittauskohtaisesti:! "#"$" ' % % & 77 0 <50 1 77 3 77 0 56 2 77 2 77 0 <50 1 77 2 77 1 74 3 77 3 77 0 <50 1 77 3 77 0 58 2 77 3 77 0 <50 1 77 3 77 1 68 2 77 3 Johtopäätökset Molempien kilpailevien liikenteiden tapauksessa ainoastaan hierarkinen skedulointi pystyi takaamaan erityispalveluille hyväksyttävän palvelunlaadun Mittauksissa tai niiden analysoinnissa tuli esille: Luokittelun merkitys Palveluluokan sisäinen kilpailu Aktiiviset luokittelumekanismit Mekanismien vuorovaikutukset Harkitsematon mekanismien käyttö ei takaa palvelunlaatua Useiden palveluluokkien vaikutus toisiinsa 6